Sarcomere

De Sarcomere is een kleine functionele eenheid in de spier: ze zijn achter elkaar opgesteld en vormen de draadachtige myofibrillen die samen zijn gegroepeerd om spiervezels te vormen. Elektrische stimulatie door zenuwcellen zorgt ervoor dat de filamenten in een sarcomeer in elkaar glijden, waardoor de spier samentrekt.

Wat is het sarcomeer?

Het menselijk lichaam heeft 656 spieren die actieve bewegingen uitvoeren. De skeletspieren zijn primair verantwoordelijk voor willekeurige bewegingen, maar reageren ook op de reflex met behulp van geautomatiseerde routines. Deze spieren zijn meestal spoelvormig en hechten ofwel direct aan een bot of indirect via een pees.

Er kunnen twee soorten spieren worden onderscheiden: glad en gegroefd. Glad spierweefsel omhult veel organen en heeft een oppervlak zonder duidelijke structuur. Gegroefde spieren daarentegen worden gekenmerkt door een gestreept patroon dat zich uitstrekt over de vezels van het weefsel en zich met regelmatige tussenpozen herhaalt.

Elk van deze secties is een sarcomeer, dat een samentrekkende eenheid vormt: wanneer de spier zich aanspant, glijden de fijne vezels in een sarcomeer in elkaar, waardoor deze korter wordt en de spier als geheel samentrekt. De longitudinale rij sarcomeren geeft de myofibrillen; veel myofibrillen vormen de spiervezel met zijn vele celkernen.

De spiervezels zijn gecombineerd in de spiervezelbundel en omgeven door een laag bindweefsel. Het scheidt de vele spiervezelbundels die een hele spier vormen van elkaar en zorgt ervoor dat het weefsel flexibel en soepel tegen elkaar kan bewegen. Spieren danken hun pezige uiterlijk aan deze structuur.

Anatomie en structuur

Macroscopisch vormt het sarcomeer een sectie binnen de myofibril. De donkere band (A-band) bevindt zich in de ontspannen toestand in het midden van de sarcomeer en wordt rechts en links begrensd door de lichte band (I-band).

In het midden bevindt zich de M-lijn, die onder de microscoop bijzonder donker lijkt vanwege de superpositie van de sarcomere vezels. Een Z-schijf sluit de sarcomeer aan beide kanten af. Het bandpatroon ontstaat door de verschillende densiteit van de stof binnen een sectie: in de donkere gebieden worden de draadachtige filamenten in elkaar gedrukt en laten daardoor minder licht door.

Het sarcomeer bestaat uit twee soorten filamenten: een complex van actine en tropomyosine en draden van myosine. Actine bestaat uit bolvormige moleculen die nauw op elkaar aansluiten, waarbij de streng lichtjes draait. Rond dit raamwerk zit een ketting, waaraan soms andere moleculen hangen: tropomyosine. Het tweede type filament in een sarcomeer is myosine, dat in zijn geheel de donkere A-band vormt. Een myosinemolecuul bestaat uit twee dunnere ketens, elk met een verdikking aan het uiteinde, de zogenaamde myosinekop. De twee myosineketens wikkelen elkaar in een spiraal om een ​​myosinefilament te vormen.

Functie en taken

Functioneel gezien vertegenwoordigt het sarcomeer de contractiele eenheid in de spier.Het zenuwstelsel coördineert de beweging zodat alle sarcomeren van een myofibril (en dus een spiervezel) tegelijkertijd samentrekken. Een motorneuron zendt via zijn zenuwvezel een elektrisch signaal uit, met aan het einde een verbinding (synaps) met de spier.

De neuronzijde van de synaps bestaat uit een motorische eindplaat waarin blaasjes met boodschappersubstanties (neurotransmitters) zich bevinden. Het elektrische signaal van de zenuwvezel veroorzaakt de afgifte van neurotransmitters in de synaptische opening, aan de andere kant waarvan er postsynaptische receptoren op de spier zijn. Wanneer een boodschappersubstantie aan een receptor wordt gekoppeld, opent het ionenkanalen in het celmembraan waardoor geladen deeltjes kunnen migreren; Als resultaat verandert de elektrische spanningsverhouding in het spierweefsel en ontstaat er een eindplaatpotentiaal.

Deze zwakke elektrische stroom verspreidt zich door het buitenmembraan van de spiercel (sarcolemma) en dringt het binnenste van de weefsellaag binnen via het buizensysteem van de T-tubuli. Daar wordt de elektrische potentiaal overgebracht naar het sarcoplasmatisch reticulum en laat dit calciumionen vrij. De calciumionen binden zich omkeerbaar aan de filamenten van het sarcomeer. Door de structurele verandering kunnen de myosinekoppen tijdelijk binden aan de actine / tropomyosinestreng en afbreken.

Het resultaat is dat het de gloeidraad tussen de actine / tropomyosine-draden duwt: de sarcomeerbanden overlappen meer in deze gespannen toestand dan in de ontspannen toestand, zodat het sarcomeer in het algemeen korter is. Hetzelfde gebeurt in de aangrenzende sarcomeren, in veel gebundelde spiervezels. In grotere spieren innerveren een enkel motorneuron honderden spiervezels tegelijkertijd.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Spierpijn is meestal een van de minder ernstige klachten die het gevolg kunnen zijn van een lichte beschadiging van het sarcomeer. Spierpijn uit zich in onaangename, trekkende of scheurende pijn in de aangetaste spier en een merkbare verharding van het weefsel. De oorzaak is meestal te wijten aan overmatige belasting of onvoldoende opwarming tijdens het sporten, waardoor fijne schade aan de actine-snaar ontstaat.

Hypertrofische cardiomyopathie heeft echter ernstigere effecten.Bij deze hartziekte zijn de sarcomeren dikker dan normaal; Omdat fibrillen en spiervezels nog steeds in hetzelfde aantal aanwezig zijn als bij een gezond persoon, is de spierlaag over het algemeen ook dikker. Dit leidt tot functionele beperkingen die kunnen leiden tot syncope, een gevoel van druk in de borst, kortademigheid, duizeligheid en aanvallen van angina pectoris. De meest voorkomende oorzaken van hypertrofische cardiomyopathie zijn genetische mutaties die in 40-60% van de gevallen leiden tot een onjuiste synthese van actine, tropomyosine of myosine. Mutaties in proteïne C, dat myosine bindt, komen bijzonder vaak voor; dit genetisch defect is verantwoordelijk voor een kwart van de oorzaken.